医学--湘潭大学电工学下chapter16-newmod.pptx

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1、第16章集成运算放大电路返回16.1集成运算放大器的简单介绍16.2运算放大器在信号运算方面的应用16.3运算放大器在信号处理方面的应用16.4运算放大器在波形产生方面的应用16.5使用运算放大器应注意的几个问题集成电路:它是用一定的生产工艺把晶体管、场效应管、二极管、电阻、电容、以及它们之间的连线所组成的整个电路集成在一块半导体基片上，封装在一个管壳内，构成一个完整的、具有一定功能的器件，也称为固体器件优点：工作稳定、使用方便、体积小、重量轻、功耗小，实现了元件、电路和系统的三结合返回目录集成电路中元器件

2、的特点1.单个的精度不是很高,但由于是在同一硅片上、用相同工艺生产出来的，性能比较一致元器件相互离得很近,温度特性较一致3.电阻一般在几十欧至几十千欧、太高或太低都不易制造4.电感难于制造,电容一般不超过200pF,大电容不易制造返回目录16.1集成运算放大器的简单介绍集成运算放大器：是一种高放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直接耦合放大电路电路方框图中间级输入级输出级偏置电路尽量减小零点漂移,尽量提高KCMRR,输入阻抗ri尽可能大中间级应有足够大的电压放大倍数输出级主要提高带负载能力，给出足够的输出电流

3、io，输出阻抗ro小。内部电路返回目录集成电路的封装双列直插式塑料封装管脚数有8、10、12、14、16等种类金属壳封装管脚数有8、10、12等种类返回目录每两个运放共用一个偏置电阻四个运放共用VDD、VSS端C14578外引线排列图返回目录F007（5G24）外引线图反相输入端同相输入端输出端接线图顶视图返回目录rid高:几十k几百k运放的特点：理想运放：ridKCMRR很大KCMMRRro小：几十~几百ro0Auo很大:104以上~107Auo运放的特点和符号运放符号：－＋＋u－u+

4、uoA0－＋＋u－u+uoA0－＋＋u－u+uo返回目录运算放大器的传输特性+UO(sat)-UO(sat)线性区饱和区饱和区线性区很窄,所以运放在线性区工作,通常引入深度电压负反馈返回目录运算放大器线性应用时的分析依据1.差模输入电阻,两个输入端的输入电流可认为是零，即虚断。2.开环电压放大倍数输出电压是一个有限值，即虚短。如果信号从反向端输入，同相端接地反相端近于“地”电位，即虚地。返回目录运算放大器在饱和区时的情况当时，当时，注意：此时输入端的输入电流也等于零返回目录16.2运算放大器在信号运

5、算方面的应用1.比例运算(1)反相输入返回目录平衡电阻，保证输入端对地的静态电阻相等电路的输入电阻平衡电阻返回目录RR2R1Fuiuo电位为零，虚地电位为零注意虽然但不能将反相输入端和同相输入端直接相联或者直接接地返回目录(2)同相输入请思考：当或此电路有什么特点？例题返回目录2.加法运算(1)反相加法器返回目录平衡电阻加法运算电路与运算放大器本身的参数无关,只要电阻阻值足够精确,就可保证加法运算的精度和稳定性.返回目录(2)同相加法器此电路若以为输入，则输出为：请想一想：外接的各电阻关系如何？反相求和电路

6、与同相求电路相比有什么优点？3.减法运算图中电路的输入方式也称做差动输入由同相输入及反相输入的结论，运用叠加定理返回目录请思考：如何选择电阻，能得出如下结论差动输入方式下的电压放大倍数注意：这种输入方式存在较大的共模电压，应选用KCMRR较大的运放，并应注意电阻阻值的选取。例题返回目录4.积分运算反相输入虚地例题返回目录思考题：在图示电路中，输入电压试求输出电压的幅值，并画出的波形图。返回目录5.微分电路应用举例返回目录例1电路如图所示，试分别计算开关S断开和闭合时的电压放大倍数Auf。uouiR21kΩ+

7、+––++–1kΩ1kΩS10kΩiiif2.当S闭合时：uouiR21kΩ++––++–1kΩ1kΩS10kΩiiif1.当S断开时：解：例2如图所示电路，已知RF＝100kΩ，R1＝50kΩ，输入电压ui＝3sinωtV，求电压放大倍数和输出电压uo。uoRFuiR2R1++–解：电压放大倍数输出电压：例3一个测量系统的输出电压和某些输入信号的数值关系为uo=-(4ui1+2ui2+0.5ui3)，试选择图示电路中各输入电路的电阻和平衡电阻。设RF=100kΩ。uoui1RFui3Ri1Ri

8、3++–R2ui2Ri2解：Ω=Ω=当R1=且RF=0时，uo=ui，Auf=1，称电压跟随器。uoui++–uo++–15k15k+15V7.5k例4试计算图示电路中uo的大小。解：由于uo只与电源电压和分压电阻有关，而与负载电阻大小和运放的参数无关。例5如图所示电路，已知RF＝100kΩ，R1＝50kΩ，输入电压ui＝3sinωtV，求电压放大倍数和输出电压uo。uoRFuiR2R1++